Filtre
La présente invention a pour objet un filtre comprenant une cuve étanche à la pression présentant des passages d'entrée et de sortie dans sa partie inférieure, et des éléments filtrants creux sensiblement cylindriques empilés dans la cuve. Des filtres de ce genre déjà connus comprennent comme éléments filtrants des feuilles ou des disques d'un matériau poreux, tel que du papier, de l'amiante, de la cellulose, etc. disposés en un certain nombre d'ensembles empilés dans la cuve.
Les filtres du type considéré sont habituellement utilisés en fonctionnement par charges plutôt qu'en fonctionnement à écoulement continu, et le matériau filtrant a habituellement une vie relativement courte. Pour des raisons commerciales évidentes, il doit tre facile à remplacer avec un minimum d'attention, et le plus fréquemment par du personnel non spécialisé.
L'un des inconvénients sérieux des constructions connues jusqu'ici est la difficulté d'éviter la contamination du côté ((propre du filtre pendant le remplacement du matériau filtrant. Un autre inconvénient est la difficulté d'enlever les fragments de matériau filtrant, par exemple des fibres d'amiante, qui se sont logés d'une façon ou d'une autre dans les cellules de drainage ou le disque utilisé pour la construction de l'empilage des ensembles filtrants. Les appareils connus jusqu'ici demandent en général une attention et une compétence d'importance excessive pendant les opérations d'entretien normal.
Un but de l'invention est de réaliser un filtre dans lequel la contamination accidentelle du côté propre soit pratiquement empchée, les organes permanents étant faciles à nettoyer et l'élément filtrant et son conduit de drainage pouvant tre changés d'un seul tenant.
Pour cela le filtre selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend un tube collecteur supporté verticalement dans la cuve et traversant axialement les éléments empilés, ce tube collecteur présentant à son extrémité supérieure au moins une ouverture et communiquant par son extrémité inférieure de façon étanche avec le passage de sortie, le tube collecteur s'étendant à distance des éléments empilés de façon à former avec ceux-ci au moins un passage axial fermé à son extrémité inférieure et communiquant avec l'ouverture de telle façon que le fluide entrant dans le filtre traverse en série les éléments empilés et se déplace verticalement vers le haut par les passages axiaux puis se dirige vers le bas à travers le tube collecteur et sorte du filtre par le passage de sortie.
La description suivante, donnée à titre d'exemple, se réfère aux dessins annexés et concerne une forme de réalisation du filtre selon l'invention:
La fig. 1 est une coupe verticale axiale du filtre.
La fig. 2 est une coupe suivant la ligne 2-2 de la fig. 1.
La fig. 3 est une coupe horizontale du tube collecteur.
La fig. 4 est une vue en élévation du tube de la fig. 3.
La fig. 5 est une vue partielle, en plan, d'une grille de support d'élément filtrant.
La fig. 6 est une coupe suivant la ligne 6-6 de la fig. 5.
La fig. 7 est une vue partielle d'un disque de support utilisé pour renforcer et supporter les grilles.
La fig. 8 est une coupe suivant la ligne 8-8 de la fig. 7.
La fig. 9 est une vue en plan d'un élément d'espacement ou d'entrée.
La fig. 10 est une coupe suivant la ligne 10-10 de la fig. 9.
La fig. 11 représente une modification simple du tube collecteur des fig. 3 et 4.
Le filtre comprend une cuve étanche à la pression, 12, dans laquelle est enfermé un empilage d'éléments filtrants 14, comprenant des éléments d'espacement et d'entrée 16, des disques filtrants 18 et des cellules de drainage 20. Le fluide à filtrer pénètre par un orifice 22 et un passage 24 à l'intérieur de la cuve 12, traverse ensuite les ouvertures 26, les éléments d'espacement 16, les disques filtrants 18 à travers lesquels il est filtré, et ensuite les parois en tôle perforée vers l'intérieur des cellules de drainage 20. A partir des cellules, le fluide remonte à travers les passages 98 à l'extérieur du tube collecteur non circulaire 28, des échancrures 30 à l'extrémité supérieure du tube et redescend ensuite à l'intérieur 32 du tube pour sortir par une cavité centrale 58 et un orifice de sortie 34.
La cuve de filtre 12 est sensiblement cylindrique et comprend un fond 36, un couvercle 38 et une enveloppe cylindrique 40. Une garniture d'étanchéité 42 est intercalée entre le fond 36 et l'enveloppe cylindrique 40, tandis que le joint entre l'enveloppe cylindrique 40 et le couvercle 38 est de préférence soudé de façon que la partie supérieure de la cuve ait la forme générale d'une cloche. Ces différentes parties sont tenues assemblées par une tige filetée 44, fixée au fond 36 par un écrou 46 et à l'extrémité supérieure de laquelle est vissé un autre écrou 48 comportant des bras 50 pour faciliter les manoeuvres de vissages et de dévissages. Le fond 36 comporte plusieurs pieds 52 qui peuvent tre percés ou taraudés de la façon indiquée en 54 pour recevoir des vis de fixation.
L'orifice d'entrée 22 communique avec un second passage 56 pour permettre l'accès du fluide au disque filtrant 18 inférieur. Le couvercle 38 est muni d'une vis de purge d'air 60, et il comporte plusieurs nervures de renforcement 62, et un alésage central 64 pour le passage de la tige d'assemblage centrale 44 et des organes associés à cette tige. La construction de la cuve 12, telle que décrite ci-dessus, est à peu près classique, et il est, par suite, inutile de la détailler davantage.
Le tube collecteur 28, de section circulaire, est, suivant le mode de réalisation représenté, triangulaire avec des angles arrondis, l'extrémité inférieure ayant cependant une forme circulaire pour tre fixée de façon étanche dans une douille 68 qui, à son tour, est fixée de façon pratiquement étanche dans l'alésage 70 du fond 36.
Comme il apparaît sur les fig. 1, 3 et 4, à l'extrémité opposée à celle de la douille 68, le tube 28 comporte plusieurs échancrures 30 formées entre des doigts 72 dont les extrémités supérieures sont recourbées vers l'intérieur pour venir en contact avec la partie 76 de plus grand diamètre de la tige d'assemblage 44, et avec le côté inférieur d'une douille 78 qui entoure à frottement doux la tige d'assemblage 44 et porte sur l'épaulement établi par la partie élargie 78 tout en restant en contact avec la surface intérieure de l'alésage 64, afin de centrer le couvercle 38 par rapport à la tige d'assemblage 44.
La tige d'assemblage se termine par une partie filetée 80 au-dessus de la douille 78 et une bague 82 est vissée à fond sur la partie filetée, la bague filetée pénétrant à frottement doux dans l'alésage 64 pour assurer un centrage, de façon à établir une gorge 84 dans laquelle est placée une bague torique d'étanchéité 86 formant un joint étanche entre la tige d'assemblage 44, la bague 82 et la surface de l'alésage 64.
Cette disposition facilite considérablement la mise en place de la bague d'étanchéité 86 qu'il n'est pas nécessaire d'étirer pour la faire passer au-dessus d'un épaulement suivant une pratique courante qui se traduit fréquemment par l'endommagement et la réduction du pouvoir de scellement de la bague 86.
Chaque élément de l'empilage 14 comporte un trou central circulaire qui s'ajuste à frottement doux sur les angles arrondis du tube collecteur 28. Le fond 36 et le couvercle 38 comportent respectivement des surfaces circulaires de portée 88-90 et 92-94 formant deux paires face à face, et l'empilage 14 est comprimé entre ces paires de portées circulaires par le serrage axial du fait du serrage de l'écrou 48 sur le couvercle 38. Ce serrage provoque l'engagement, à la façon de joints d'étanchéité, des bords intérieurs et extérieurs des disques filtrants 18 et des surfaces des portées circulaires 88-90 et 92-94 ainsi que des éléments d'espacement 16 et des cellules de drainage 20. Un trou 99 permet l'accès du fluide au disque 18 supérieur.
La disposition des organes oblige tout le fluide traversant le filtre à traverser les disques filtrants 18, et cette disposition établit plusieurs passages 98 (fig. 2) à travers lesquels s'écoule le fluide.
Les éléments d'espacement et d'entrée 16 sont représentés en détail sur les fig. 9 et 10. Chaque élément comprend un cercle 100, un moyeu 102 et un voile 104, fait en matière à ressort et qui comporte des pages 106 venant s'enclencher dans certains des trous 26 du cercle 100, et une ouverture centrale 108 avec d'autres pages 110 qui viennent s'enclencher sans serrage dans une rainure 112 du pourtour du moyeu 102 qui comporte aussi un alésage central 116. Le voile 104 est formé pour présenter des bossages 114 qui dépassent axialement sur chaque face pour maintenir les disques filtrants 18 contre les grilles 120.
Les éléments d'espacement et d'entrée 16 de cette forme n'ont pas besoin d'tre assemblés par des rivets ou d'autres éléments de fixation, et ils peuvent tre très facilement démontés sans aucun outil pour le nettoyage complet ou la stérilisation, chaque fois que cela est nécessaire. Comme il a été indiqué, l'alésage central 116 s'adapte à frottement doux sur le tube collecteur 28.
Les cellules de drainage 20 comprennent chacune un disque de support 118 (fig. 7 et 8) et deux grilles 120 (fig. 5 et 6). Chaque grille 120 est, de préférence, en tôle perforée, avec des trous 122, et forme une cuvette peu profonde à rebord, comportant un fond plat 123, un trou central 124 et au moins une encoche 126 dans un rebord 128 qui porte sur le disque 118 quand les cellules sont assemblées. Le disque de support ou intérieur 118 a pour fonction de supporter les grilles 120 et de les renforcer pour empcher leur écrasement du fait des différences de pression du fluide circulant à travers les disques filtrants 18, et ce disque 118 maintient aussi un espace pour la circulation du fluide vers le passage 90.
Six pattes 130 sont découpées et cambrées près du bord du disque alternativement de chaque côté de celui-ci pour constituer des éléments de positionnement et de maintien pour les grilles 120 dont les bords sont engagés sous les pattes de la façon indiquée en A sur la fig. 2, l'encoche 126 permettant l'entrée du rebord 128 entre chaque patte et la surface principale du disque, la grille étant verrouillée par une légère rotation par rapport au disque 118. Des bossages 132 sont formés dans le disque pour dépasser des deux côtés, de mme que des ondulations 134 autour du trou central 136, ces bossages et ondulations assurent le renforcement mentionné ci-dessus.
Les cellules de drainage ainsi construites peuvent tre facilement manipulées comme des unités assemblées, et leurs éléments peuvent tre facilement séparés les uns des autres pour le nettoyage et la stérilisation sans avoir à utiliser d'outils ou d'éléments de fixation. I1 peut tre noté que l'épaisseur de la cellule de drainage 20 au centre, plus l'épaisseur (axialement) d'un moyeu 102 d'un élément d'espacement doivent tre égales à l'épaisseur de la cellule de drainage sur son pourtour (c'est-à-dire l'épaisseur de la tôle formant les disques 118, plus l'épaisseur (axialement) d'un cercle d'espacement 100 afin de maintenir une compression uniforme du pourtour intérieur et du pourtour extérieur des disques filtrants 18.
Les disques filtrants 18 ont simplement la forme d'une rondelle en n'importe quelle matière appropriée, par exemple du papier, du tissu, du feutre, de la toile métallique, de l'amiante ou un mélange d'amiante et de cellulose, etc., et de tels disques sont tellement connus qu'il n'est pas nécessaire de les décrire davantage.
La fig. 1 1 représente une modification du tube collecteur 28. Suivant cette modification, la douille 69 s'adapte avec glissement facile dans l'alésage 70, et elle comporte une rainure circulaire 138 dans laquelle est placée une bague torique 140 pour établir l'étanchéité entre la douille 69 et l'alésage 70. De cette façon, il est extrmement simple d'enlever l'ensemble de l'empilage filtrant pour le remplacer par un autre empilage, le nettoyage des éléments et le remplacement des disques filtrants pouvant ainsi tre effectués ultérieurement. Le fait que le diamètre de la douille 69 est supérieur au diamètre intérieur des éléments constituant l'empilage filtrant permet ce mode d'entretien sans l'utilisation de pièces supplémentaires, les dimensions relatives des diamètres apparaissent nettement sur la fig. 1.
Quand il est nécessaire de remplacer les disques filtrants, l'écrou 48 est dévissé, et le couvercle 38 est soulevé avec la paroi cylindrique 40 qui y est fixée. I1 est alors facile d'enlever l'empilage filtrant. Dans les structures connues jusqu'ici, le tube collecteur est habituellement un cylindre en métal perforé et il existe un risque sérieux qu'au moment de la suppression de la compression axiale exercée sur l'empilage 14, le fluide sale et les boues restant à l'intérieur s'écoulent à travers les perforations et dans le côté propre de la cuve du filtrage. Les bords du disque filtrant peuvent aussi frotter, et de la matière indésirable tre, de ce fait, déposée sur le côté propre du filtre.
Par contre, il n'y a aucun danger dans le filtre décrit, car le tube collecteur est lisse et non perforé, et le fluide ne s'écoule pas vers le haut en sens opposé à la pesanteur dans les échancrures 30, et de mme les parois lisses du tube 28 ne peuvent agir par abrasion sur les disques filtrants. De plus, si une saleté quelconque tombe sur le fond 36 pendant la manutention de l'empilage filtrant 14, elle n'aura aucun accès au côté propre. Si la variante de la fig. 1 1 est utilisée, il y a encore peu de chances qu'une saleté pénètre dans le côté propre car tous les contaminants et le tube central sont enlevés en ne formant qu'un seul bloc.